Etude de la combustion turbulente dans un moteur à gaz alimenté en CH4

Abstract

La pollution atmosphérique et le réchauffement climatique provoqués par les émissions de gaz à effet de serre sont devenus une préoccupation et un enjeu majeur dans le monde entier. Un grand nombre de travaux des recherches ont été mené dans le but d’identifier des sources d’énergie de substitution plus écologiques que les produits pétroliers conventionnels. Le gaz naturel bénéficie d’un grand intérêt en tant que carburant alternatif propre. Son utilisation dans les moteurs et particulièrement ceux des véhicules est investigué. Le gaz naturel, qui est principalement constitué de méthane, offre de nombreux avantages économiques et environnementaux. Le gaz naturel a des niveaux d’émission de polluants relativement bas comparés aux autres combustibles fossiles. En ce qui concerne le dioxyde de carbone, la combustion du gaz naturel engendre respectivement 30 à 40% moins que le pétrole et le charbon à quantité d’énergie consommée identique. Toutefois, les émissions de polluants dues à la combustion du gaz naturel peuvent être réduites. Nous nous sommes, intéressés à la simulation numérique à l’aide du code CFD Converge pour étudier les phénomènes qui se manifestent dans le cylindre durant la phase de combustion notamment. L’approche RANS est utilisée. La combustion est décrite par le modèle SAGE, le spray par le modèle de KH-RT, la turbulence, l'allumage, la formation des et des suies par les modèles RNG k-ε, Hiroyasu, et Zeldovich respectivement. Les résultats numériques obtenus par le code de calcul CONVERGE qui tient compte des interactions entre la chimie et la turbulence seront comparés avec les résultats expérimentaux obtenus dans une chambre de combustion du gaz naturel.